专利名称：一种可控恒温水浴超声波反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及超声波反应器和恒温水浴控制器技术领域，特别涉及一种可控恒 温水浴超声波反应器。
背景技术：
目前，关于超声波应用的设备和专利比较多，但大部分是针对超生波清洗和医用 设备方面。通常的超声波反应器是将超声波换能器置于反应槽的底部，与反应槽是分体式， 产生的超声波场形式单一，无温度控制或温度控制范围小，精度差，无法详细、全面促进或 控制反应器内的化学反应。
实用新型内容为了解决现有超声波反应器温度控制不准确，产生超声波场形式单一等缺点，本 实用新型提供了一种温度控制范围在20 100°C，可同时在超声波反应器中产生一种或多 种不同超声波场的化学反应器，所述超声波反应器由超声波发生器、超声波发射体、电加热 棒、测温热电偶、恒温水浴箱体、温度控制器和反应容器组成；所述超声波发生器与超声波 发射体相连；所述电加热棒和测温热电偶置于所述恒温水浴箱体内，所述电加热棒与温度 控制器的信号输出端相连，所述测温热电偶与温度控制器的信号输入端相连。所述超声波反应器还包括阀门和液位指示管，所述液位指示管通过所述阀门与所 述恒温水浴箱体相连。所述超声波发射体用螺栓固定在所述恒温水浴箱体底部夹层处，所述反应容器置 于所述超声波发射体正上方；所述反应容器的形状为筒状。所述超声波发射体和反应容器通过焊接固定为一体；所述反应容器的形状为筒 状。所述超声波发射体插入所述反应容器中，使反应物料与所述超声波发射体直接接 触；所述超声波发射体的形状为圆柱状，其外径小于所述反应容器的内径；所述反应容器 的形状为筒状。所述超声波反应器中有2个超声波发射体，分别为第一超声波发射体和第二超声 波发射体；所述第一超声波发射体用螺栓固定在所述恒温水浴箱体底部夹层处，所述反应 容器置于所述第一超声波发射体正上方，所述第二超声波发射体插入所述反应容器中，使 反应物料与所述第二超声波发射体直接接触；所述第二超声波发射体的形状为圆柱状，其 外径小于所述反应容器的内径；所述反应容器的形状为筒状。所述超声波反应器中有2个超声波发射体，分别为第一超声波发射体和第二超声 波发射体；所述第一超声波发射体和反应容器通过焊接固定为一体，所述第二超声波发射 体插入所述反应容器中，使反应物料与所述第二超声波发射体直接接触；所述第二超声波 发射体的形状为圆柱状，其外径小于所述反应容器的内径；所述反应容器的形状为筒状。所述超声波发射体由超声波换能器、喇叭状传播管、振动片和外壳组成；所述超声波换能器与喇叭状传播管相连，所述振动片置于所述喇叭状传播管正上方；所述超声波发 射体的发射频率为20KHz IOOKHz。所述电加热棒为管状电加热棒；所述测温热电偶为管状测温热电偶。与现有技术相比，本实用新型技术方案产生的有益效果如下1、本实用新型以安装在恒温水浴箱体中的超声波反应器内产生不同强度和频率 的超声波场，来促进反应器内化学反应进行，各反应器可单独使用，也可联合使用，加强超 声波促进化学反应效果；2、本实用新型提供的超声波反应器结构简单，易于生产加工，可广泛应用于各种 超声波促进化学反应的反应过程，具有广阔的市场应用前景。
图1是本实用新型实施例图2是本实用新型实施例图3是本实用新型实施例图4是本实用新型实施例图5是本实用新型实施例图6是本实用新型实施例图7是本实用新型实施例
1可控恒温水浴超声波反应器的结构示意图 1可控恒温水浴的电器控制原理示意图； 1分体式超声波反应器的结构示意图 1一体式超声波反应器的结构示意图 1插入式超声波反应器的结构示意图 1超声波发射体的结构示意图； 2可控恒温水浴超声波反应器的结构示意图<
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型技术方案作进一步描述。本实用新型实施例是在槽状恒温水浴箱体中设置一个或多个超声波反应器，超声 波反应器的超声波发射体与反应容器的连接方式各不相同，超声波发射体的发射频率和功 率也各不相同，从而可使超声波反应器在同一温度状态下产生不同强度的超声波场，进而 利用超声波来加速化学反应速度。实施例1参见图1，本实用新型实施例提供的可控恒温水浴超声波反应器由超声波发生器 1A、IB、1C，超声波发射体2A、2B、2C，管状电加热棒3，管状测温热电偶4，槽状恒温水浴箱体 5，温度控制器6，和反应容器7A、7B、7C组成。其中，超声波发生器IA与超声波发射体2A相 连，超声波发生器IB与超声波发射体2B相连，超声波发生器IC与超声波发射体2C相连； 管状电加热棒3与温度控制器6的信号输出端相连，管状测温热电偶4与温度控制器6的 信号输入端相连。本实施例中，超声波发生器1A、超声波发射体2A和反应容器7A组成分体式超声波 反应器，如图3所示；超声波发射体2A用螺栓固定在恒温水浴箱体底部夹层处，避免与水接 触，反应容器7A置于超声波发射体2A正上方；超声波发生器IA的功率为150W，超声波发 射体2A的发射频率为20KHz。本实施例中，超声波发生器1B、超声波发射体2B和反应容器7B组成一体式超声波 反应器，如图4所示；超声波发射体2B和反应容器7B通过焊接固定为一体；超声波发生器 IB的功率为100W，超声波发射体2B的发射频率为48KHz。[0028]本实施例中，超声波发生器1C、超声波发射体2C和反应容器7C组成插入式超声 波反应器，如图5所示；超声波发射体2C的形状为圆柱状，其外径小于反应容器7C内径 l-2mm，使用时将超声波发射体2C插入反应容器7C中，使反应物料与超声波发射体直接接 触；超声波发生器IC的功率为120W，超声波发射体2C的发射频率为65KHz。本实施例中，超声波发射体由超声波换能器21、喇叭状传播管22、振动片23和外 壳24组成，如图6所示；其中，超声波换能器21可将超声波发生器产生的电气信号变换成 机械振动，产生一种或一种以上频率的超声波；喇叭状传播管22为不锈钢材质；振动片23 为铝合金金属片，厚度为1mm。本实施例中，反应容器7A、7B、7C的形状为筒状，材质为304不锈钢或其它耐腐蚀 金属材料，有活动上盖、侧面和底部保温。如图2所示，管状电加热棒3、管状测温热电偶4、温度控制器6和恒温水浴箱体 5组成一个闭环恒温控制系统，通过该系统可以较好地控制恒温水浴箱体中的水温稳定在 20 100°C范围内的任意一个温度，精度为士0.2°C。在超声波换能器工作时产生热量引 起的温升，通过在控制反馈信号设置时采取两级信号补偿进行消除，以实现温度的精确控 制。本实施例中的管状电加热棒3的功率为1. 2KW。可选择地，超声波反应器还包括阀门8和液位指示管10，液位指示管10通过阀门 8与恒温水浴箱体5相连，以用于观察恒温水浴箱体5中的液位情况。在实际应用中，可以根据水温温度范围的控制要求选取合适功率的管状电加热 棒；可以根据化学反应条件的要求选取合适的超声波发生器及超声波发射体。应当注意地，本实施例是在反应器中使用了 3种不同组合方式、功率和频率的超 声波反应器，即分体式超声波反应器、一体式超声波反应器和插入式超声波反应器，这3种 超声波反应器分别产生3种不同频率的超声波场，频率分别为20KHz、48KHz和65KHz，这种 多种组合方式的超声波反应器对化学反应速度的加快和降低反应产物聚合度，有着非常明 显的效果，是一种较优的组合方式；而在实际应用中，还可以仅选择一种单独的组合方式来 组成超声波反应器，例如只采用分体式超声波反应器，或一体式超声波反应器，或插入式超 声波反应器，这种单独组合方式的超声波反应器结构与本实施例的结构原理相同，在此不 再赘述。实施例2对于化学反应速度的加快，除了可以采用实施例1提供的3种不同组合方式联合 使用形成的超声波反应器以外，还可以采用分体式和插入式联合使用、一体式和插入式联 合使用，形成超声波反应器，以加强超声波场。这种采用2种组合方式联合使用形成的超声 波反应器的结构原理相同，本实施例以分体式和插入式联合使用为例，来加以说明。参见图7，本实用新型实施例提供的可控恒温水浴超声波反应器由超声波发生器 ID、1E，超声波发射体2D、2E，管状电加热棒3，管状测温热电偶4，恒温水浴箱体5，温度控制 器6，和反应容器9D、9E组成。其中，超声波发生器ID与超声波发射体2D相连，超声波发生 器IE与超声波发射体2E相连；管状电加热棒3与温度控制器6的信号输出端相连，管状测 温热电偶4与温度控制器6的信号输入端相连。本实施例将插入式超声波反应器9E中的 超声波发射体2E置入反应容器9D中，与分体式超声波反应器9E中的超声波发射体2D联 合使用，以增强反应容器9D中的超声波场，促进化学反应的进行。[0038]可选择地，超声波反应器还包括阀门8和液位指示管10，液位指示管10通过阀门 8与恒温水浴箱体5相连，以用于观察恒温水浴箱体5中的液位情况。与实施例1相同，本实施例的管状电加热棒3、管状测温热电偶4、温度控制器6和 恒温水浴箱体5组成闭环恒温控制系统，如图2所示。本实施例中管状电加热棒3的功率 为 800W。本实施例中超声波发生器ID的功率为200W，超声波发生器IE的功率为150W ；超 声波发射体2D的发射频率为30KHz，超声波发射体2E的发射频率为SOKHz。以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一 步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本 实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种可控恒温水浴超声波反应器，其特征在于，所述超声波反应器由超声波发生器、 超声波发射体、电加热棒、测温热电偶、恒温水浴箱体、温度控制器和反应容器组成；所述超 声波发生器与超声波发射体相连；所述电加热棒和测温热电偶置于所述恒温水浴箱体内， 所述电加热棒与温度控制器的信号输出端相连，所述测温热电偶与温度控制器的信号输入 端相连。
2.根据权利要求1所述的可控恒温水浴超声波反应器，其特征在于，所述超声波反应 器还包括阀门和液位指示管，所述液位指示管通过所述阀门与所述恒温水浴箱体相连。
3.根据权利要求1或2所述的可控恒温水浴超声波反应器，其特征在于，所述超声波发 射体用螺栓固定在所述恒温水浴箱体底部夹层处，所述反应容器置于所述超声波发射体正 上方；所述反应容器的形状为筒状。
4.根据权利要求1或2所述的可控恒温水浴超声波反应器，其特征在于，所述超声波发 射体和反应容器通过焊接固定为一体；所述反应容器的形状为筒状。
5.根据权利要求1或2所述的可控恒温水浴超声波反应器，其特征在于，所述超声波发 射体插入所述反应容器中，使反应物料与所述超声波发射体直接接触；所述超声波发射体 的形状为圆柱状，其外径小于所述反应容器的内径；所述反应容器的形状为筒状。
6.根据权利要求1或2所述的可控恒温水浴超声波反应器，其特征在于，所述超声波反 应器中有2个超声波发射体，分别为第一超声波发射体和第二超声波发射体；所述第一超 声波发射体用螺栓固定在所述恒温水浴箱体底部夹层处，所述反应容器置于所述第一超声 波发射体正上方，所述第二超声波发射体插入所述反应容器中，使反应物料与所述第二超 声波发射体直接接触；所述第二超声波发射体的形状为圆柱状，其外径小于所述反应容器 的内径；所述反应容器的形状为筒状。
7.根据权利要求1或2所述的可控恒温水浴超声波反应器，其特征在于，所述超声波 反应器中有2个超声波发射体，分别为第一超声波发射体和第二超声波发射体；所述第一 超声波发射体和反应容器通过焊接固定为一体，所述第二超声波发射体插入所述反应容器 中，使反应物料与所述第二超声波发射体直接接触；所述第二超声波发射体的形状为圆柱 状，其外径小于所述反应容器的内径；所述反应容器的形状为筒状。
8.根据权利要求1或2所述的可控恒温水浴超声波反应器，其特征在于，所述超声波 发射体由超声波换能器、喇叭状传播管、振动片和外壳组成；所述超声波换能器与喇叭状 传播管相连，所述振动片置于所述喇叭状传播管正上方；所述超声波发射体的发射频率为 20KHz IOOKHz。
9.根据权利要求1或2所述的可控恒温水浴超声波反应器，其特征在于，所述电加热棒 为管状电加热棒；所述测温热电偶为管状测温热电偶。
专利摘要本实用新型公开了一种可控恒温水浴超声波反应器，属于超声波反应器和恒温水浴控制器技术领域。所述超声波反应器由超声波发生器、超声波发射体、电加热棒、测温热电偶、恒温水浴箱体、温度控制器和反应容器组成；超声波发生器与超声波发射体相连；电加热棒和测温热电偶置于恒温水浴箱体内，电加热棒与温度控制器的信号输出端相连，测温热电偶与温度控制器的信号输入端相连。本实用新型的超声波反应器内产生不同强度和频率的超声波场，各反应器可单独使用，也可联合使用，加强超声波促进化学反应效果；本实用新型的超声波反应器的结构简单，易于生产加工，可广泛应用于各种超声波促进化学反应的反应过程，具有广阔的市场应用前景。
文档编号B01J19/10GK201783323SQ201020289698
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者李炜, 许长建, 赵勇, 赵秀芳, 闫法以 申请人:中国铝业股份有限公司